技术摘要：
城区设计管线为城区设计项目自动生成设计选项。城区设计管线包括几何引擎和评估引擎。几何引擎分析与城区设计项目相关联的设计准则和设计目标，然后生成满足设计准则的众多候选设计并在不同程度上优化设计目标。评估引擎评估每个候选设计以生成度量集。几何引擎基于相  全部
背景技术：
各个实施例包括用于为城区设计项目生成设计选项的计算机实现的方法，包括： 基于与土地的第一区域相关联的第一设计准则为第一候选设计生成第一几何网格；细分所 述第一几何网格以生成第一多个社区；用第一居住单元集填充所述第一多个社区；基于第 一目标函数为第一候选设计生成第一度量；基于所述第一度量修改所述第一候选设计以生 成第一设计选项；以及确定基于所述第一目标函数为所述第一设计选项生成的第二度量超 过所述第一度量，指示所述第一设计选项是比所述第一候选设计更高排名的设计。 所公开的城区设计管线的至少一个技术优势在于，自动生成满足设计准则并实现 与城区设计项目相关联的设计目标的设计选项。因此，无论所包含的设计准则和设计目标 的数量如何，设计师都可以使用城区设计管线生成设计，而生成性能不佳设计的风险最小。 附图的简要说明 为了可以详细地理解各个实施例的上述特征的方式，可以通过参考各个实施例来 对以上简要概述的发明构思进行更具体的描述，其中在附图中示出了一些实施例。然而，应 注意，附图仅示出了本发明构思的典型实施例，因此不应视为以任何方式限制范围，并且存 在其他等效的实施例。 图1示出了被配置为实现本发明的一个或更多个方面的系统； 图2是根据本发明的各个实施例的图1的城区设计管线的更详细图示； 图3是根据本发明的各个实施例的用于为城区设计项目生成一组设计选项的方法 步骤的流程图； 图4示出了根据本发明的各个实施例的图2的几何引擎如何为候选设计生成几何 网格； 图5示出了根据本发明的各个实施例的图2的几何引擎如何为候选设计生成社区 细分； 图6示出了根据本发明的各个实施例的图2的几何引擎如何将房屋单元放置在候 选设计内； 图7示出了根据本发明的各个实施例的图2的几何引擎如何将公寓单元放置在候 选设计内； 图8示出了根据本发明的各个实施例的图2的几何引擎如何将程序类型分配给候 选设计中的房屋单元和公寓单元； 图9是根据本发明的各个实施例的用于为城区设计项目生成候选设计的方法步骤 的流程图； 图10示出了根据本发明的各个实施例的图2的评估引擎如何为候选设计生成太阳 能度量； 图11示出了根据本发明的各个实施例的图2的评估引擎如何为候选设计生成视野 度量； 图12示出了根据本发明的各个实施例的图2的评估引擎如何为候选设计生成院子 7 CN 111557005 A 说　明　书 3/15 页 尺寸度量； 图13示出了根据本发明的各个实施例的图2的评估引擎如何为候选设计生成多样 性度量； 图14示出了根据本发明的各个实施例的图2的评估引擎如何为候选设计生成程序 度量； 图15示出了根据本发明的各个实施例的图2的评估引擎如何为候选设计生成成本 度量； 图16示出了根据本发明的各个实施例的图2的评估引擎如何为候选设计生成利润 度量； 图17示出了根据本发明的各个实施例的图2的评估引擎如何为候选设计生成组合 度量；以及 图18是根据本发明的各个实施例的用于评估城区设计项目的候选设计的方法步 骤的流程图。
技术实现要素：
在以下描述中，阐述了许多具体细节以提供对各个实施例的更透彻的理解。然而， 对于本领域技术人员将显而易见的是，可以在没有一个或更多个这些具体细节的情况下实 践本发明构思。 如上所述，城区设计项目通常要遵循众多设计准则和设计目标，这会使设计师在 生成设计时必须做出的众多设计决策变得复杂。因此，设计师经常生成不能很好地满足设 计准则、不能充分实现设计目标或者完全忽略特定的设计准则和/或设计目标的设计。此 外，设计师缺乏用于量化满足设计准则和/或设计目标的程度的任何技术，因此不能做出关 于哪个设计优于任何其他设计的数据知情的决策。最后，传统的设计过程缺乏可重复性，因 此必须在每个新的设计项目中重新开始。 为了解决这些问题，本发明的实施例包括一种城区设计管线，其自动生成用于城 区设计项目的设计选项。城区设计管线包括几何引擎和评估引擎。几何引擎分析与城区设 计项目相关联的设计准则和设计目标，然后生成满足设计准则并优化设计目标的众多候选 设计。每个候选设计都包括房屋单元、公寓单元和道路的特定布局，这些布局以满足设计准 则并在一定程度上实现设计目标的方式进行配置。 评估引擎跨一组度量评估每个候选设计以生成组合度量。给定候选设计的组合度 量指示候选设计满足设计准则并优化设计目标的程度。几何引擎基于相应的度量修改候选 设计，以生成更好地满足设计准则并更有效地实现设计目标的候选设计。几何引擎和评估 引擎以这种方式迭代地运行，直到满足收敛标准并生成最终的设计选项集为止。这些设计 选项可以更好地满足设计准则并相对于先前生成的候选设计优化设计目标。 所公开的城区设计管线的至少一个技术优势是自动生成满足设计准则并实现与 城区设计项目相关联的设计目标的设计选项。因此，无论包含的设计准则和设计目标的数 量如何，设计师都可以使用城区设计管线生成设计，而生成性能不佳设计的风险最小。另一 个技术优势是，城区设计管线可以生成可量化的度量，其指示满足设计准则和设计目标的 程度，从而使得能够做出数据知情的决策和推荐。又一个技术优势是，所公开的城区设计管 8 CN 111557005 A 说　明　书 4/15 页 线包括可重复的阶段，这些阶段可以容易地适应具有不同设计准则和不同设计目标的其他 城区设计项目。因此，与传统的手动技术相比，可以大大加快生成设计的过程。这些技术优 势代表了相对于现有技术方法的多项技术进步。 系统总览 图1示出了被配置为实现本发明的一个或更多个方面的系统。如图所示，系统100 包括一个或更多个客户端110和一个或更多个服务器130，其被配置为进行交互操作以生成 用于城区设计项目的一组设计选项140。给定的客户端110或给定的服务器130可以是任何 技术上可行类型的计算机系统，包括台式计算机、膝上型计算机、移动设备、计算设备的虚 拟化实例、分布式和/或基于云的计算机系统等等。客户端110和服务器130经由网络150耦 合在一起。网络150可以是任何技术上可行的互连通信链路集，包括局域网(LAN)、广域网 (WAN)、万维网或因特网等等。 如进一步所示，客户端110包括耦合在一起的处理器112、输入/输出(I/O)设备114 和存储器116。处理器112包括被配置为处理数据和执行软件应用程序的任何技术上可行的 硬件单元集。举例来说，处理器112可包括一个或更多个中央处理器(CPU)。I/O设备114包括 被配置为执行输入和/或输出操作的任何技术上可行的设备集，包括例如显示设备、键盘和 触摸屏等等。 存储器116包括被配置为存储数据和软件应用程序的任何技术上可行的存储介 质，诸如，例如硬盘、随机存取存储器(RAM)模块和只读存储器(ROM)。存储器116包括客户端 侧城区设计管线120(0)。客户端侧城区设计管线120(0)是一种软件应用程序，其当由处理 器112执行时，使得处理器112参与生成设计选项140。这样做时，客户端侧城区设计管线120 (0)与驻留在服务器130内的相应的客户端侧城区设计管线120(1)交互操作，如下文更详细 描述的。 服务器130包括耦合在一起的处理器132、I/O设备134和存储器136。处理器132包 括被配置为处理数据和执行软件应用程序的任何技术上可行的硬件单元集，诸如一个或更 多个CPU。I/O设备134包括被配置为执行输入和/或输出操作的任何技术上可行的设备集， 诸如显示设备、键盘或触摸屏等等。 存储器136包括被配置为存储数据和软件应用程序的任何技术上可行的存储介 质，诸如，例如硬盘、RAM模块和ROM。存储器136包括服务器侧城区设计管线120(1)。服务器 侧城区设计管线120(1)是一种软件应用程序，其当由处理器132执行时，使得处理器132参 与生成设计选项140。这样做，服务器侧城区设计管线120(1)与客户端侧城区设计管线120 (0)交互操作，如上所述。 在操作中，客户端侧城区设计管线120(0)的一个或更多个实例和服务器侧城区设 计管线120(1)的一个或更多个实例交互操作，以生成多个设计选项140(0)–140(N)。每个设 计选项140描述了一个不同的开发计划，用于开发具有各种结构、道路和作为城区设计项目 的一部分的其他固定物(fixture)的有形地产(physical  property)，这将在下面结合图2- 图18进行更详细的描述。通常，一个或更多个客户端侧城区设计管线120(0)和一个或更多 个服务器侧城区设计管线120(1)共同表示分布式软件实体的不同部分。因此，为简单起见， 客户端侧城区设计管线120(0)和服务器侧城区设计管线120(1)在本文中将统称为城区设 计管线120。下面结合附图2更详细地描述城区设计管线120。 9 CN 111557005 A 说　明　书 5/15 页 图2是根据本发明的各个实施例的图1的城区设计管线的更详细图示。如图所示， 城区设计管线120包括几何引擎200和评估引擎210。几何引擎200和评估引擎210被配置为 执行迭代过程，以基于设计准则202和设计目标204生成设计选项140。 设计准则202可以包括设计约束，该设计约束通常描述在生成设计选项140时应避 免的设计特征和/或设计属性。给定的设计约束可以指示例如在其中结构的建造不能出现 的有形地产区域，不能超过的结构的最大楼层数，道路的不允许的放置模式等。设计约束可 以从地方发展法规和/或建筑规范以及从城区设计项目中一个或更多个利益相关者接收到 的方针中得到。 设计准则202还可以包括通常描述应包括在设计选项140中的设计的特征和/或属 性的设计要求。给定的设计要求可以指示例如结构的一个或更多个所需方向、每个结构所 需的停车场的数量、道路交叉口的目标配置等。设计要求可以从地方发展法规和/或建筑规 范以及从城区设计项目中一个或更多个利益相关者接收到的方针中得到。 设计目标204包括在生成设计选项140时要最大化或最小化的一组目标函数。给定 的目标函数量化给定设计的特定属性。在实践中，设计目标204包括量化太阳能收集、与结 构中的窗户相关联的可用视线、与结构相关联的院子的尺寸、社区多样性、工程(program) 分布、总项目成本和总项目利润的目标函数。 在操作中，几何引擎200接收设计准则202和设计目标204，并生成用于城区设计项 目的候选设计206。每个候选设计206描述了用于开发具有各种结构、道路和与城区设计项 目相关联的其他固定物的有形地产的不同的开发计划。给定的候选设计206满足部分或全 部设计准则202，因此通常被认为是可行的设计。候选设计206也以不同程度实现设计目标 204。评估引擎210基于包括在设计目标204中的目标函数来评估每个候选设计206，以生成 设计度量212。为给定的候选设计206生成的设计度量212量化设计目标204被给定的候选设 计206满足的程度。特别地，设计度量212量化给定的候选设计206的太阳能收集、可用视线、 院子尺寸、社区多样性、工程分布、总项目成本和总项目利润。 几何引擎200结合候选设计206分析设计度量212，然后重新生成和/或修改候选设 计206，以生成候选设计206的改进版本，其在仍满足设计准则202的同时更好地实现设计目 标204。以所描述的方式，几何引擎200和评估引擎210完成城区设计管线120的一次迭代。在 随后的迭代中，评估引擎210为候选设计206的这些改进版本生成设计度量212，并且几何引 擎200再次重新生成和/或修改候选设计206。几何引擎200和评估引擎210以这种方式进行 迭代，直到满足一个或更多个收敛标准为止。当满足收敛标准时，城区设计管线120输出候 选设计206的最终集合,作为设计选项140。在一个实施例中，几何引擎200和评估引擎210执 行多目标求解器，以便生成和/或更新候选设计206，直到设计度量212达到收敛标准中指定 的特定阈值为止。下面还结合图3描述了在生成设计选项140时由城区设计管线120执行的 过程。 图3是根据本发明的各个实施例的用于为城区设计项目生成一组设计选项的方法 步骤的流程图。尽管结合图1-图2的系统描述了该方法步骤，但是本领域技术人员将理解， 被配置成以任何顺序执行方法步骤的任何系统都落在本发明的范围内。 如图所示，方法300从步骤302开始，其中几何引擎200获得设计准则202和设计目 标204。设计准则202可包括描述设计特征和/或设计属性的设计约束，当生成设计选项140 10 CN 111557005 A 说　明　书 6/15 页 时应避免这些设计特征和/或设计属性。设计标准202还可以包括描述应包括在设计选项 140中的设计特征和/或设计属性的设计要求。设计目标204包括在生成设计选项140时应最 大化或最小化的一组目标函数。 在步骤304，几何引擎200基于设计准则202和设计目标204生成或更新候选设计 206。给定的候选设计206描述了用于开发有形地产的不同开发计划。由几何引擎210生成的 每个候选设计206满足设计准则202，因此被认为是可行的设计，并且在某种程度上也实现 了设计目标204。下面结合图4-图9更详细地描述几何引擎200。 在步骤306，评估引擎210跨多个维度评估候选设计206，以生成设计度量212。实际 上，评估引擎210生成设计度量212，其量化每个候选设计206的太阳能收集、可用视线、院子 尺寸、社区多样性、工程分布、总项目成本和总项目利润。下面结合图10-图18更详细地描述 评估引擎210。 在步骤308，几何引擎200和/或评估引擎210确定是否满足一个或更多个收敛标 准。在一个实施例中，几何引擎200和/或评估引擎210确定为候选设计206生成的设计度量 212是否达到或超过最小阈值水平。如果不满足收敛标准，则方法300返回到步骤304，并且 执行另一迭代。否则，方法300进行到步骤310。 在步骤310中，城区设计管线120输出设计选项140。与先前迭代期间生成和评估的 候选设计206相比，每个设计选项140都满足设计准则202，并且还实现了最佳程度的设计目 标204。给定的设计选项140描述了用于开发具有各种结构、道路和与城区设计项目相关的 其他固定物的有形地产的特定开发计划，这也将在下面结合图4-图9进行更详细的描述。 通过上述方法300，城区设计管线120为城区设计项目自动生成满足提供的设计准 则并优化提供的设计目标的可行设计选项。因此，设计师在生成设计时无需手动或精神上 跟踪这些设计准则和设计目标。此外，城区设计管线120可以量化实现设计目标的程度，从 而提供可以基于其选择特定设计选项的硬数据。最后，通过更新设计准则和设计目标，城区 设计管线120可以重复地应用于不同的城区设计项目，从而大大加快了为城区设计项目生 成设计的过程。 几何引擎 如上面结合图1-图3所讨论的，城区设计管线120实现几何引擎200，以生成与候选 设计206相关联的几何形状(geometry)。如本文所述，与给定设计相关联的“几何形状”通常 是指与城区设计项目相关联的各种元素的拓扑布局，包括房屋单元、道路、公园场地 (parkland)等等。在一个实施例中，几何引擎200基于可在不同候选设计206之间变化的一 组建造参数来生成给定候选设计206的几何形状。几何引擎200执行多步骤过程，以为每个 候选设计206生成几何形状，如下面结合图4-图8以示例所描述的。 图4示出了根据本发明的各个实施例的图2的几何引擎如何为候选设计生成几何 网格。如图所示，几何引擎200基于周界(perimeter)410生成初始网格400。周界410对应于 地产线，并且驻留在几何引擎200不能生成几何形状的缓冲区(buffer  zone)420附近。在设 计准则202中将周界410定义为设计约束，其约束几何引擎200仅在周界410的边界内生成几 何形状。几何引擎200通过在周界410的顶部边缘和底部边缘之间纵向投影多条纵向线并在 周界410的左边缘和右边缘之间横向投影多条横向线来生成初始网格400，从而形成多边形 网格。 11 CN 111557005 A 说　明　书 7/15 页 图5示出了根据本发明的各个实施例的图2的几何引擎如何为候选设计生成社区 细分。如图所示，几何引擎200通过选择一条或更多条纵向线500和一条或更多条横向线510 来细分初始网格400，以产生社区细分520。以这种方式选择的纵向线500提供了沿纵向穿过 初始网格400的道路，在本文中称为“大道(avenues)”。以这种方式选择的横向线510提供了 沿横向穿过初始网格400的道路，在本文中称为“街道(streets)”。在一个实施例中，几何引 擎200可以基于一组建造参数来选择一条或更多条纵向线500和一条或更多条横向线510。 图6示出了根据本发明的各个实施例的图2的几何引擎如何将房屋单元放置在候 选设计内。如图所示，几何引擎200通过放置沿纵向横穿社区细分520的中心线600，然后沿 着那些中心线放置房屋单元610，来填充图5的社区细分520。在所示的示例中，几何引擎200 从该过程中排除了社区520(5)，因为该特定的社区细分太小而不能包括房屋单元。在一个 实施例中，几何引擎200可以基于一组建造参数来确定房屋单元610的放置和方向。 图7示出了根据本发明的各个实施例的图2的几何引擎如何将公寓单元放置在候 选设计内。如图所示，几何引擎200通过放置沿纵向横穿不包括房屋单元610的特定社区细 分520的部分的中心线700来填充图5的社区细分520。然后，几何引擎200沿着这些中心线 700放置公寓单元710。在一个实施例中，几何引擎200可以基于一组建造参数来确定公寓单 元710的放置和方向。 图8示出了根据本发明的各个实施例的图2的几何引擎如何将工程类型分配给候 选设计中的房屋单元和公寓单元。如图所示，几何引擎将房屋类型800分配给示例性房屋单 元，并将公寓类型810分配给示例性公寓单元。可用的房屋类型和公寓类型在本文中通常称 为“工程”类型。在设计准则202中指定了可用的工程类型。例如，给定的工程类型可以是“3 层房屋”或“5层公寓大楼”等等。设计准则202还可以指示要包括在任何给定候选设计206中 的每种工程类型的最小数量。在一个实施例中，几何引擎200基于一组建造参数来确定工程 类型的分布。几何引擎210将植被(vegetation)820合并到未填充有道路、房屋、公寓或其他 元素的其余区域中。 总地参考图4-图8，几何引擎200执行上述操作以生成包括在候选设计206中的给 定候选设计。几何引擎200被配置为使用不同的输入参数集多次执行相似的操作，以生成不 同候选设计206的范围(spectrum)。输入参数控制道路、房屋单元、公寓单元以及其他属性 的放置，这些属性可以在不同候选设计206之间变化。下面结合图9更详细地描述了几何引 擎200所执行的各种操作。 图9是根据本发明的各个实施例的用于为城区设计项目生成候选设计的方法步骤 的流程图。尽管结合图1-图8的系统描述了该方法步骤，但是本领域技术人员将理解，被配 置为以任何顺序执行该方法步骤的任何系统都落在本发明的范围内。 如图所示，方法900在步骤902开始，其中几何引擎200基于地皮(site)周界生成初 始设计网格。地皮周界可以对应于地产线。几何引擎200通过在周界的边缘之间沿纵向投影 多条纵向线并在周界的边缘之间沿横向投影多条横向线来生成初始网格400，如上面结合 图4所述的。 在步骤904，几何引擎200用道路横断在步骤902生成的初始设计网格，以生成社 区。这样做，几何引擎200选择在步骤902生成的一条或更多条纵向线和一条或更多条横向 线作为横穿初始网格的道路，如上面结合图5所述的。 12 CN 111557005 A 说　明　书 8/15 页 在步骤906中，几何引擎200将房屋单元放置在步骤904生成的社区细分内。几何引 擎200生成部分或全部社区细分内的中心线，然后沿每条中心线放置一个或更多个房屋单 元，如上面结合图6所述的。在一个实施例中，几何引擎200可以不将房屋单元放置在社区细 分中，除非那些细分具有至少最小尺寸。 在步骤908，几何引擎200将公寓单元放置在先前在步骤904生成的社区细分的未 占用区域内，并在步骤906至少部分地用房屋单元填充。几何引擎200相对于社区细分内的 剩余空间执行步骤908，所述剩余空间尚未被房屋单位占用。上面结合图7描述了几何引擎 200如何执行步骤908的示例。 在步骤910，几何引擎200将工程类型分配给在步骤906生成和放置的房屋单元以 及在步骤908生成和放置的公寓单元。几何引擎200基于设计准则202执行步骤910，该设计 准则202指示可用的房屋类型和公寓类型，以及应包含在任何给定候选设计206中的每种类 型的最小数量。 在步骤912，几何引擎200用植被和/或公园场地填充社区细分的剩余区域。图8阐 述了几何引擎200如何执行步骤910和912的示例。 几何引擎200重复方法900以生成每个候选设计206。在一个实施例中，几何引擎 200可以用许多不同的建造参数集来执行方法900，以便生成许多不同的候选设计206，从而 执行生成式设计过程。评估引擎210分析每个候选设计206以生成设计度量212，如下面结合 图10-图18更详细地描述的。 评估引擎 城区设计管线120实现评估引擎210以跨若干不同的度量分析候选设计206。这些 度量量化了任何给定候选设计206的太阳能收集、可用视线、院子尺寸、社区多样化、工程分 布、总项目成本和总项目利润。评估引擎210针对每个候选设计206计算这些不同度量中的 每个度量的值，以生成设计度量212。图10-图16举例说明了评估引擎210如何为示例性候选 设计206生成设计度量212。 图10示出了根据本发明的各个实施例的图2的评估引擎如何为候选设计生成太阳 能度量。如图所示，评估引擎210估计候选设计206中包括的所有房屋单元的屋顶表面上的 太阳能增益(gain)。太阳能增益通常是指在给定屋顶表面处收集的太阳能的量。某些屋顶 表面比其他屋顶表面提供更大的太阳能增益。例如，房屋单元1000的屋顶表面提供高的太 阳能增益，房屋单元1010的屋顶表面提供中等的太阳能增益，房屋单元1020的屋顶表面提 供低的太阳能增益。在一个实施例中，评估引擎210基于未遮挡的采样的太阳光线的数量与 可用的采样的太阳光线的数量之间的比率，生成给定屋顶表面的太阳能增益的估计。评估 引擎210计算候选设计206的总太阳能增益，以生成太阳能度量。 图11示出了根据本发明的各个实施例的图2的评估引擎如何为候选设计生成视野 度量。如图所示，评估引擎210生成从候选设计206中包括的房屋单元和公寓单元发出的多 个视线。一些视线与附近的障碍物相交并且被视为受阻的(obstructed)视线。受阻的视线 通常较短。其他视线不与附近的障碍物相交，被视为畅通无阻的(unobstructed)视线。畅通 无阻的视线比受阻的视线相对更长。对于给定的住房或公寓单元，评估引擎210确定归一化 的视线长度。评估引擎210对归一化的视线长度取平均，以生成视线度量。 图12示出了根据本发明的各个实施例的图2的评估引擎如何为候选设计生成院子 13 CN 111557005 A 说　明　书 9/15 页 尺寸度量。如图所示，评估引擎210确定候选设计中每个房屋单元的院子尺寸。一些房屋单 元的院子较大，而其他房屋单元的院子较小。例如，房屋单元1200具有很大的院子，而房屋 单元1210具有非常小的院子。评估引擎210计算候选设计206内所有房屋单元的平均院子尺 寸，以产生院子度量。 图13示出了根据本发明的各个实施例的图2的评估引擎如何为候选设计生成多样 性度量。如图所示，评估引擎210为每个社区生成房屋单元的分组，然后确定包括房屋单元 1310的社区1300，其包括最多的房屋单元。最大社区内的房屋单元的数量通常指示候选设 计206中包含的社区布局中预期的多样性水平。特别是，与具有几个非常大的社区(其通常 具有长排房屋单元)的候选设计相比，具有许多较小社区的候选设计倾向于具有更多变的 社区布局。在候选设计中，长排房屋通常是不希望的。评估引擎210基于最大社区中包括的 房屋数量来生成多样性度量。 图14示出了根据本发明的各个实施例的图2的评估引擎如何为候选设计生成工程 度量。如图所示，评估引擎210将不同类型的工程类型制成表格，包括房屋类型和公寓类型， 以确定工程类型的数量与设计准则202中指定的工程类型的分布相匹配的程度。候选设计 206包括几种不同的工程类型，包括房屋类型1400、1410、1420和1430，以及公寓类型1440。 如上所述，设计准则202包括可用的工程类型以及候选设计206中要包括的每种类型的单元 的最小数量。评估引擎206生成工程度量，以反映候选设计206与设计准则202中指定的工程 类型的分布的匹配程度。在一个实施例中，工程度量指示在设计准则202中指定的工程类型 的数量与候选设计206中包括的相应工程类型的实际数量之间的差。 图15示出了根据本发明的各个实施例的图2的评估引擎如何为候选设计生成成本 度量。如图所示，评估引擎210确定与候选设计206中包括的各种固定物的开发相关联的各 种成本，包括道路成本1500、地块(lot)成本1510和公园成本1520。对于给定类型的固定物， 评估引擎210针对固定物类型的每个实例计算总单元数、总面积或总线性度量。评估引擎 210还确定用于建造给定类型的固定物的每单元、每面积或每线性单位成本。基于该信息， 评估引擎210确定建造固定物的每个实例的总成本。例如，评估引擎210可以测量公园场地 的总面积，然后将该面积乘以建造公园场地的每单位面积的成本，以生成公园成本1520。基 于所有固定物上合计的总成本，评估引擎210生成成本度量。 图16示出了根据本发明的各个实施例的图2的评估引擎如何为候选设计生成利润 度量。如图所示，评估引擎210确定与候选设计206的部分的销售相关联的各种收入源。这些 收入源由与候选设计206中包括的固定物相关联的各种销售价格表示，包括房屋销售价格 1600、公寓销售价格1610以及院子销售价格1620。对于给定类型的固定物，评估引擎210计 算该类型固定物的销售价格，然后将该数字乘以该类型固定物的实例数，以确定通过出售 这些实例可以产生的总收入。例如，评估引擎210可以将房屋销售价格1600乘以候选设计 206中包含的房屋数量，以得出出售候选设计206中所包含的每座房屋所得到的总收入。评 估引擎210合计所有固定物上的总收入，然后减去在生成成本度量时计算得出的各种成本， 以产生利润度量。在一个实施例中，给定固定物的销售价格可以量化该固定物相比另一固 定物的销售价格增加的程度。例如，院子销售价格1620可以表示相应房屋的销售价格被相 关院子增加的程度。 总地参考图10-图16，评估引擎210计算本文讨论的不同度量，然后组合这些度量 14 CN 111557005 A 说　明　书 10/15 页 以产生用于候选设计206的整体组合度量，如图17所示。 图17示出了根据本发明的各个实施例的图2的评估引擎如何为候选设计生成组合 度量。如所示，组合度量1700是从太阳能度量1710、视野度量1720、院子度量1730、多样性度 量1740、工程度量1750、成本度量1760和利润度量1770导出的。组合度量1700描述了候选设 计206实现设计目标204的程度。设计度量212包括组合度量1700和/或与组合度量1700相关 联的各个度量。下面结合图18更详细地描述评估引擎210在计算这些度量时执行的各种操 作， 图18是根据本发明的各个实施例的用于评估城区设计项目的候选设计的方法步 骤的流程图。尽管结合图1至图17的系统描述了方法步骤，但是本领域技术人员将理解，被 配置成以任何顺序执行方法步骤的任何系统都落在本发明的范围内。 如图所示，方法1800从步骤1802开始，其中评估引擎210获得几何引擎210生成的 候选设计206。候选设计206描述与城区设计项目相关联的各种固定物的布局，包括各种房 屋单元、公寓单元和道路等等。 在步骤1804，评估引擎210确定在候选设计206中收集的总太阳能，以生成太阳能 度量。在一个实施例中，评估引擎210确定可以收集的潜在太阳能(基于未遮挡的太阳光线 的数量)与可用的太阳光线的总数之间的比率，以生成太阳能度量。候选设计206内的一些 单元比其他单元产生更多的太阳能。太阳能度量表示候选设计206内所有单元产生的太阳 能的总和。上面结合图10描述了评估引擎210如何生成太阳能度量的示例。 在步骤1806中，评估引擎210确定候选设计206中所有房屋单元和公寓单元上的平 均视线长度，以生成视野度量。某些视线与障碍物相交，因此与不与障碍物相交的视线相比 可能会更短。因此，与其他单元相比，某些房屋单元或公寓单元可以具有更长的视线。评估 引擎210总计所有房屋单元和公寓单元上的地皮线的长度，并除以单元总数，以生成视野度 量。上面结合图11描述了评估引擎210如何生成视野度量的示例。 在步骤1808中，评估引擎210确定所有房屋单元的平均院子面积以生成院子度量。 由于生成式设计过程的不确定性质，某些房屋单元比其他房屋单元具有更大的院子。评估 引擎210将与候选设计206中房屋单元相关联的所有院子的面积相加，并除以房屋单元的数 量，以生成院子度量。上面结合图12描述了评估引擎210如何生成院子度量的示例。 在步骤1810，评估引擎210确定最大社区中的单元数，以生成多样性度量。最大社 区内的房屋单元的数量通常指示候选设计206中包含的社区布局中预期的多样性水平。特 别是，与具有几个非常大的社区(其通常具有长排房屋单元)的候选设计相比，具有许多较 小社区的候选设计倾向于具有更多变的社区布局。上面结合图13描述了评估引擎210如何 生成多样性度量的示例。 在步骤1812，相对于设计准则202中指示的工程要求，评估引擎210确定工程的分 布，包括房屋单元的类型和公寓单元的类型。设计准则202包括可用的工程类型以及候选设 计206中将包括的每种类型的单元的最小数量。评估引擎206基于候选设计206与设计准则 202中指定的工程类型的分布的匹配程度来生成工程度量。 在步骤1814，评估引擎210确定候选设计206的建造成本，以生成成本度量。评估引 擎210计算用于生成每种类型的固定物的各个成本，以生成成本度量。这样做时，评估引擎 210基于固定物的实例的单元成本、与该固定物相关联的每单位面积的成本或与该固定物 15 CN 111557005 A 说　明　书 11/15 页 相关联的每线性单位的成本等等来计算用于建造不同类型的固定物的成本。 在步骤1816，评估引擎210结合步骤1814处生成的成本度量来确定由候选设计产 生的收入，以生成利润度量。评估210基于固定物的估计销售价格计算任何给定固定物的收 入。任何给定的估计销售价格都可以根据当前的市场状况、与类似固定物的比较或任何其 他技术上可行的估值的方法来生成。 在步骤1818中，评估引擎210基于先前生成的太阳能度量、视野度量、院子度量、多 样性度量、工程度量、成本度量和利润度量来生成组合度量。组合度量指示候选设计实现设 计目标204的总体程度。在一个实施例中，组合度量指示设计候选206优化设计目标204中指 定的目标函数的程度。在另一实施例中，组合度量是单独生成的度量的加权和。 一旦评估引擎210为每个候选设计206生成了上述各种度量，几何引擎200便将这 些度量与相应的候选设计206结合起来进行分析，然后修改那些候选设计206，以改善相关 联的度量。在一个实施例中，几何引擎200基于相关联的度量来实施遗传算法或进化算法， 以改善候选设计。当候选设计206充分改善时，几何引擎200确定已满足一个或更多个收敛 标准，城区设计管线120根据这些候选设计206输出设计选项140。在一个实施例中，设计选 项140包括每个候选设计206，其具有超过给定阈值的度量。经由以上过程生成的度量可以 用于将候选设计206相对于彼此进行排名。因此，这些度量表示可以基于其选择高性能候选 设计的硬数据。 总之，城区设计管线为城区设计项目自动生成设计选项。城区设计管线包括几何 引擎和评估引擎。几何引擎分析与城区设计项目相关联的设计准则和设计目标，然后生成 满足设计准则并优化设计目标的众多候选设计。每个候选设计都包括房屋单元、公寓单元 和道路的特定布局，这些布局以满足设计准则并在一定程度上实现设计目标的方式进行配 置。 评估引擎跨度量集评估每个候选设计以生成组合度量。给定候选设计的组合度量 指示候选设计满足设计准则并优化设计目标的程度。几何引擎基于相应的度量修改候选设 计，以生成更好地满足设计准则并更有效地实现设计目标的候选设计。几何引擎和评估引 擎以这种方式迭代地操作，直到满足收敛标准并生成最终的设计选项集为止。这些设计选 项可以更好地满足设计准则并相对于先前生成的候选设计优化设计目标。 相对于现有技术，所公开的城区设计管线的至少一个技术优势是自动生成满足所 有设计准则并实现与城区设计项目相关联的所有设计目标的设计选项。因此，无论包含的 设计准则和设计目标的数量如何，设计师都可以使用城区设计管线生成设计，而生成性能 不佳设计的风险最小。另一个技术优势是，城区设计管线生成可量化的度量，这些度量指示 满足设计目标的程度，从而使得能够做出有关不同设计的数据知情的决策。又一个技术优 势是，所公开的城区设计管线包括可重复的阶段，这些阶段可以很容易地适于具有不同设 计准则和设计目标的其他城区设计项目。因此，与传统的手动技术相比，可以大大加快生成 设计的过程。这些技术优势代表相对于现有技术方法的一个或更多个技术进步。 1.一些实施例包括一种用于为城区设计项目生成设计选项的计算机实现的方法， 所述方法包括：基于与土地的第一区域相关联的第一设计准则为第一候选设计生成第一几 何网格；细分所述第一几何网格以生成第一多个社区；用第一居住单元集填充所述第一多 个社区；基于第一目标函数为所述第一候选设计生成第一度量；基于所述第一度量修改所 16 CN 111557005 A 说　明　书 12/15 页 述第一候选设计以生成第一设计选项；以及确定基于所述第一目标函数为所述第一设计选 项生成的第二度量超过所述第一度量，指示所述第一设计选项是比所述第一候选设计更高 排名的设计。 2.根据条款1所述的计算机实现的方法，其中，细分所述第一几何网格包括：在所 述第一几何网格上投影至少一个线段以生成包括在所述第一多个社区中的第一社区和包 括在所述第一多个社区中的第二社区，并且还包括：将所述至少一个线段指定为用于访问 所述第一社区和所述第二社区两者的道路。 3.根据条款1-2中任一项所述的计算机实现的方法，其中，填充所述第一多个社区 包括：确定包括在所述第一多个社区中的第一社区的面积大于最小面积；识别所述第一社 区内的第一子区域；将所述第一子区域分配给包括在所述第一居住单元集中的第一居住单 元；以及将第一居住单元类型分配给所述第一居住单元。 4 .根据条款1-3中任一项所述的计算机实现的方法，其中，生成所述第一度量包 括：确定由所述第一居住单元集收集的太阳能的估计量。 5 .根据条款1-4中任一项所述的计算机实现的方法，其中，生成所述第一度量包 括：确定与从包括在所述第一居住单元集中的第一居住单元发出的第一视线相关联的第一 长度；确定与从包括在所述第一居住单元集中的第二居住单元发出的第二视线相关联的第 二长度；将所述第一视线的长度与所述第二视线的长度相组合以生成所述第一度量的至少 一部分。 6 .根据条款1-5中任一项所述的计算机实现的方法，其中，生成所述第一度量包 括：确定与包括在所述第一居住单元集中的第一居住单元相关联的第一院子尺寸；确定与 包括在所述第一居住单元集中的第二居住单元相关联的第二院子尺寸；以及将所述第一院 子尺寸与所述第二院子尺寸相组合以生成所述第一度量的至少一部分。 7 .根据条款1-6中任一项所述的计算机实现的方法，其中，生成所述第一度量包 括：确定包括在所述第一多个社区中的第一社区比包括在所述第一多个社区中的第二社区 包括更多的居住单元；以及计算所述第一社区中包括的居住单元的数量，以生成所述第一 度量的至少一部分，其中，所述第一社区中包括的居住单元的数量指示包括在所述第一候 选设计中的社区的可变程度。 8 .根据条款1-7中任一项所述的计算机实现的方法，其中，生成所述第一度量包 括：确定为包括在所述第一居住单元集中的第一数量的居住单元分配第一居住单元类型； 以及确定居住单元的所述第一数量与应该被分配所述第一居住单元类型的居住单元的推 荐数量之间的差，以生成所述第一度量的至少一部分，其中，居住单元的所述第一数量与居 住单元的推荐数量之间的差指示所述第一候选设计满足第二设计准则的程度。 9 .根据条款1-8中任一项所述的计算机实现的方法，其中，生成所述第一度量包 括：确定与包括在所述第一居住单元集中的第一居住单元相关联的第一建造成本；确定与 包括在所述第一居住单元集中的第二居住单元相关联的第二建造成本；以及将所述第一建 造成本与所述第二建造成本相组合，以生成所述第一度量的至少一部分。 10.根据条款1-9中任一项所述的计算机实现的方法，其中，生成所述第一度量包 括：确定与包括在所述第一居住单元集中的第一居住单元相关联的第一估计收入；基于所 述第一估计收入和与所述第一居住单元相关联的第一建造成本，确定与所述第一居住单元 17 CN 111557005 A 说　明　书 13/15 页 相关联的第一估计利润；确定与包括在所述第一居住单元集中的第二居住单元相关联的第 二估计收入；基于所述第二估计收入和与所述第二居住单元相关联的第二建造成本，确定 与所述第二居住单元相关联的第二估计利润；将所述第一估计利润与所述第二估计利润相 组合，以生成所述第一度量的至少一部分。 11 .一些实施例包括一种存储程序指令的非暂时性计算机可读介质，所述程序指 令在由一个或更多个处理器执行时，通过执行以下步骤，使所述一个或更多个处理器为城 区设计项目生成设计选项：基于与土地的第一区域相关联的第一设计准则为第一候选设计 生成第一几何网格；细分所述第一几何网格以生成第一多个社区；用第一居住单元集填充 所述第一多个社区；基于第一目标函数为所述第一候选设计生成第一度量；基于所述第一 度量修改所述第一候选设计以生成第一设计选项；以及确定基于所述第一目标函数为所述 第一设计选项生成的第二度量超过所述第一度量，指示所述第一设计选项是比所述第一候 选设计更高排名的设计。 12.根据条款11所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述第一设计准则定义与 所述土地的第一区域相关联的地产边界，并且所述第一几何网格在由所述地产边界定义的 区域内生成。 13.根据条款11-12中任一项所述的非暂时性计算机可读介质，其中，填充所述第 一多个社区的步骤包括：确定包括在所述第一多个社区中的第一社区的面积大于最小面 积；识别所述第一社区内的第一子区域；将所述第一子区域分配给包括在所述第一居住单 元集中的第一居住单元，其中所述第一居住单元具有第一居住单元类型；确定包括在所述 第一多个社区中的第二社区的面积小于所述最小面积；识别所述第二社区内的第二子区 域；以及将所述第二子区域分配给包括在所述第一居住单元集中的第二居住单元，其中所 述第二居住单元具有第二居住单元类型。 14.根据条款11-13中任一项所述的非暂时性计算机可读介质，其中，生成所述第 一度量的步骤包括：确定与从包括在所述第一居住单元集中的第一居住单元发出的第一视 线相关联的第一长度；确定与从包括在所述第一居住单元集中的第二居住单元发出的第二 视线相关联的第二长度；将所述第一视线的长度与所述第二视线的长度相组合，以生成所 述第一度量的至少一部分。 15.根据条款11-14中任一项所述的非暂时性计算机可读介质，其中，生成所述第 一度量的步骤包括：确定与包括在所述第一居住单元集中的第一居住单元相关联的第一院 子尺寸；确定与包括在所述第一居住单元集中的第二居住单元相关联的第二院子尺寸；以 及将所述第一院子尺寸与所述第二院子尺寸相组合，以生成所述第一度量的至少一部分。 16.根据条款11-15中任一项所述的非暂时性计算机可读介质，其中，生成所述第 一度量的步骤包括：确定包括在所述第一多个社区中的第一社区比包括在所述第一多个社 区中的第二社区包括更多的居住单元；以及计算所述第一社区中包括的居住单元的数量， 以生成所述第一度量的至少一部分，其中，所述第一社区中包括的居住单元的数量指示包 括在所述第一候选设计中的社区的可变程度。 17.根据条款11-16中任一项所述的非暂时性计算机可读介质，其中，生成所述第 一度量的步骤包括：确定为包括在所述第一居住单元集中的第一数量的居住单元分配第一 居住单元类型；以及确定居住单元的所述第一数量与应该被分配所述第一居住单元类型的 18 CN 111557005 A 说　明　书 14/15 页 居住单元的推荐数量之间的差，以生成所述第一度量的至少一部分，其中，居住单元的所述 第一数量与居住单元的推荐数量之间的差指示所述第一候选设计满足第二设计准则的程 度。 18.根据条款11-17中任一项所述的非暂时性计算机可读介质，其中，生成所述第 一度量的步骤包括：确定与包括在所述第一居住单元集中的第一居住单元相关联的第一建 造成本；确定与包括在所述第一居住单元集中的第二居住单元相关联的第二建造成本；以 及将所述第一建造成本与所述第二建造成本相组合，以生成所述第一度量的至少一部分。 19.根据条款11-18中任一项所述的非暂时性计算机可读介质，其中，生成所述第 一度量的步骤包括：确定与包括在所述第一居住单元集中的第一居住单元相关联的第一估 计收入；基于所述第一估计收入和与所述第一居住单元相关联的第一建造成本，确定与所 述第一居住单元相关联的第一估计利润；确定与包括在所述第一居住单元集中的第二居住 单元相关联的第二估计收入；基于所述第二估计收入和与所述第二居住单元相关联的第二 建造成本，确定与所述第二居住单元相关联的第二估计利润；以及将所述第一估计利润与 所述第二估计利润相组合，以生成所述第一度量的至少一部分。 20 .一些实施例包括一种系统，包括：存储器，用于存储城区设计管线；以及处理 器，其当执行所述城区设计管线时被配置为执行以下步骤：基于与土地的第一区域相关联 的第一设计准则为第一候选设计生成第一几何网格；细分所述第一几何网格以生成第一多 个社区；用第一居住单元集填充所述第一多个社区；基于第一目标函数为所述第一候选设 计生成第一度量；基于所述第一度量修改所述第一候选设计以生成第一设计选项；以及确 定基于所述第一目标函数为所述第一设计选项生成的第二度量超过所述第一度量，指示所 述第一设计选项是比所述第一候选设计更高排名的设计。 以任何方式，在任何权利要求中记载的任何权利要求要素和/或在本申请中描述 的任何要素的任何和所有组合都落入本发明和保护的预期范围内。 已经出于说明的目的呈现了各个实施例的描述，但是并不旨在是穷举性的或限于 所公开的实施例。在不脱离所描述的实施例的范围和精神的情况下，许多修改和变化对于 本领域普通技术人员将是显而易见的。 本实施例的各方面可以体现为系统、方法或计算机程序产品。因此，本公开的各方 面可以采取完全硬件实施例、完全软件实施例(包括固件、驻留软件、微代码等)或组合了通 常在本文中可以全部称为“模块”或“系统”的软件和硬件方面的实施例的形式。此外，本公 开的各方面可以采取具有在其上包含有计算机可读程序代码的一个或更多个计算机可读 介质中包含的计算机程序产品的形式。 可以利用一个或更多个计算机可读介质的任何组合。所述计算机可读介质可以是 计算机可读信号介质或计算机可读存储介质。计算机可读存储介质可以是例如但不限于电 子、磁、光、电磁、红外或半导体系统、装置或设备，或前述的任何适当组合。计算机可读存储 介质的更具体示例(非穷尽列举)将包括以下内容：具有一根或更多根电线的电连接，便携 式计算机磁盘，硬盘，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编程只读存储器 (EPROM或闪存)，光纤，便携式光盘只读存储器(CD-ROM)，光学存储设备，磁存储设备或前述 的任何合适的组合。在本文档的上下文中，计算机可读存储介质可以是任何有形介质，其可 以包含或存储供指令执行系统、装置或设备使用或与其结合使用的程序。 19 CN 111557005 A 说　明　书 15/15 页 上面参考根据本公开的实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图 和/或框图描述了本公开的各方面。将理解的是，流程图和/或框图中的每个框以及流程图 和/或框图中的框的组合可以由计算机程序指令来实现。可以将这些计算机程序指令提供 给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器以产生机器。所述指令在 经由计算机或其他可编程数据处理装置的处理器执行时，使得能够实现在流程图和/或框 图的一个或更多个框中指定的功能/动作。这样的处理器可以是但不限于通用处理器、专用 处理器、应用程序专用处理器或现场可编程门阵列。 附图中的流程图和框图示出了根据本公开的各个实施例的系统、方法和计算机程 序产品的可能实现的架构、功能和操作。就这一点而言，流程图或框图中的每个框可以表示 代码的模块、段或部分，其包括用于实现一个或更多个指定逻辑功能的一个或更多个可执 行指令。还应注意，在一些替代实现方式中，框中指出的功能可以不按图中指出的顺序发 生。例如，实际上可以基本上同时地执行连续示出的两个框，或者有时可以以相反的顺序执 行这些框，这取决于所涉及的功能。还应注意，框图和/或流程图中的每个框以及框图和/或 流程图中的框的组合可以由执行指定功能或动作的基于专用硬件的系统或专用硬件和计 算机指令的组合来实现。 尽管前述内容针对本公开的实施例，但是在不脱离本公开的基本范围的情况下， 可以设计本公开的其他和进一步的实施例，并且本公开的范围由所附权利要求确定。 20 CN 111557005 A 说　明　书　附　图 1/18 页 图1 21 CN 111557005 A 说　明　书　附　图 2/18 页 图2 22 CN 111557005 A 说　明　书　附　图 3/18 页 图3 23 CN 111557005 A 说　明　书　附　图 4/18 页 图4 24 CN 111557005 A 说　明　书　附　图 5/18 页 图5 25 CN 111557005 A 说　明　书　附　图 6/18 页 图6 26 CN 111557005 A 说　明　书　附　图 7/18 页 图7 27 CN 111557005 A 说　明　书　附　图 8/18 页 图8 28 CN 111557005 A 说　明　书　附　图 9/18 页 图9 29 CN 111557005 A 说　明　书　附　图 10/18 页 图10 30 CN 111557005 A 说　明　书　附　图 11/18 页 图11 31 CN 111557005 A 说　明　书　附　图 12/18 页 图12 32 CN 111557005 A 说　明　书　附　图 13/18 页 图13 33 CN 111557005 A 说　明　书　附　图 14/18 页 图14 34 CN 111557005 A 说　明　书　附　图 15/18 页 图15 35 CN 111557005 A 说　明　书　附　图 16/18 页 图16 36 CN 111557005 A 说　明　书　附　图 17/18 页 图17 37 CN 111557005 A 说　明　书　附　图 18/18 页 图18 38